Умножитель частоты

 

О П И С A Н И Е 4О4!73

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от «вт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 28Л!1.1968 (№ 995941/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26,Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 21.П1.1973

М. Кл. Н ОЗЬ 19/00

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР оо делам изобретений и- открытий

УДК, 621.314.26 (088.8) Автор изобретения

В. Н. Лебедев

Заявитель

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике.

Из!вестны широкополосные быстродействующие умножители частоты, содержащие генератор, счетчик коэффициента умножения, формирователи, схему упра вления и логически схемы.

В известных умножнтелях частоты коэффициент умножения не превышает значения

100 — 200, прн этом, чем больше коэффициент умножения, тем меньше становится допустимая величина девиации частоты на входе умножителя. Кроме того, в известных умно>кителя i частоты возни кает переходной процесс, время которого составляет не менее десяти периодов входной частоты, при скачкообразном измен.нии частоты на входе. Переходной .процес: приводит к увеличению времени OIlpÎñÿ каждого датчи ка при работе одного измерительного канала на несколько датчиков через кома!утихну!ощее устройпво.

Цель изобретения — увеличение коэффициента умножения и повышение быстродействия прн скачкообразном изменении входной частоты.

Сущность изобретения закл!очается в том, то умно>китель содержит схему вь! !итаниа импульсов, регистр приращений периода счетчик приращений периода, входы которог; подкл!очены к выходам схемы управления, а выходы подсоединены через первую группу схем «И» ко входам регистра приращений периода, выходы регистра приращений периода соединены через вторую группу схем «И, 5 управляющие входы которых подключены через фо1рмиро ватели к выходам разрядов счетчика коэффициента умножения, со входами схемы «ИЛИ», выход схемы «ИЛИ» соединен с первым входом схемы вычитания импульсов, 10 второй вход которой подключен к выходу г.нератора, а,выход — через схему «И» к счетному входу счетчика коэффициента умножения.

15 На фнг. 1 представлена схема умножителп частоты; на фиг. 2 — временная диаграмма работы схемы управления (цифрак!и обоз начены сигналы, поступающие с данных блоков); на фиг. 3 — схема умно>кителя частоты с пр."рр мером построения схемы вычитания импульсов.

В состав схемы входят генератор 1, схема

«И» 2, формирователь 8 со входом 4, схема управления 5 с выходами б — 9, схема «И» 10, 25 счетчик 11 приращений периода, группа схем

«И» 12, регистр приращений 18, группа схем

«И» 14, формирователи 15, счетчик коэффициента умножения lб, схема «ИЛИ» 17, схема вычитания импульсов 18 со входами 19, 20 и

3Q выходом 21, выход 22 схемы «И» Z, триггер 23

404173

20 частоты лежит в

1. 106 гц.

511

3 и схема «И» 24, с,помощью которых выполнена схема вычитания импульсов.

Работа ум ножителя заключается в замене одного периода умножаемой частоты периодами калиброванной частоты. При этом, исходя из минимального значения периода умножаемой частоты и требуемого коэффициента умножения, частота генератора рассчитываетсн таким об разом, чтобы минимальному значению периода умножаемой:частоты соответствовало определенное число периодов частогы с генератора. При уменьшении частоты (увеличение периода) осуществляется,ра вномерное вырезание импульсов из последовательности н зависимости от приращения предыдущего пе риода относительно минимального.

Умножаемая частота поступает на,вход 4 формирователя 8, который импульсы произвольной формы превращает в прямоугольные.

По одному из перепадов импульса схема управления 5 формирует следующие сигпаль .: им пульс на выходе 7, который осуществляет сброс счетчика коэффициента умножения 16 в исходное состояние; потенциал на выходе 9, который закрывает схему 10; импульс на выходе 8, который осуществля .т сброс счетчика 11 приращений периода в исходное состояние; импульс на выходе б, осуществляющий перепись информации из счетчика 11 приращений пе риода,в регистр 18 приращений .периода через схемы «И» 12.

Време иная,диаграмма поясняет один из возможных варианто в последовательности прохождения им пульсов со схемы упр а вления.

Емкость счетчика ll приращений периода выбирается равной коэффициенту умножения минус единица, В этом случае к концу каждого периода умножаемой частоты в счетчике сфор. мируется значение приращения .периода (к началу периода счетчик сброшен в ноль). З начение приращения, переписанное в регистр 18, через схемы «И» 14 и «ИЛИ» 17 управляет вычитанием импульсов на схеме 2 с помощью схемы вычитания импульсов 18.

Количество формирователей 15 равно числу триггеров счетчика коэффициента умножения 16, а емкость счетчика коэффициента умножения 16 равна коэффициенту умножения. Каждый из формирователей связан с одним из триггеров и формирует узкий импульс после каждого переключения соответствующего ему триггера из нулевого состояния в единичное.

Выходы, формирователей соединены с входами схем «И» 14, вторые входы которых соединены с выходами триггеров регистра приращений периода. Причем, выходы младших разрядов регистра приращений периода соеди- нены с теми схемами «И» 14, вторые входы которых подключены к формирователям, соответствующ им старшим разрядам триггеров счетчика коэффициента умножения 16. В этом случае на выходе схемы «И» 14, соединенной

45 с триггером младшего .разряда регистра 18 за время заполнения счетчика 16 от нуля до переполнения сформируется (если в тритгере записана «единица») один им пульс, который во времени icoответствует моменту прохожд;н ия в счетчик 16, например, сто двадцать восьмого импульса, если счетчик 16 двоичный, восьмиразрядный. На выходесхемы «И» 14, соединенной со вторым триггером (с разрядом

«2») регистра 18 в этом случае сформируется два импульса, которые соответствуют во врмени моментам прохождения в счетчик 16 коэффициента 64; и 192-х импульсов. Так как выходы схем «И» 14 соединены со входами схемы «ИЛИ» 17, то на ее:выходе в за висимости от числа, записанного в регистре приращений,периода при заполнении счетчика 16 or нуля до переполнения можно сформировать от нуля до (К вЂ” 1) импульсов, где К вЂ” епкость счетчика коэффициента умножения плюс единица.

Импульсы со схемы «ИЛИ» 17 поступают на вход 19 схемы вычитания импульсов 18 (пример построения этой схемы показан на фиг. 3). Схема состоит из триггера 28 и схемы

«И» 24.

Работает схема вычитания им пульсов следующим образом. При поступлении импульса со схемы «ИЛИ» 17 триггер 28 переключается, схема «И» 2 закрывается, а схема «И» 24 открывается. Очередной импульс с генератора . проходит через схему «И» 24 и возвраща-т триггер 28 в исходное состояние. Схема «И» 2 открывается, а схема «И» 24 закрывается.

После прохождения каждого импульса со схемы «ИЛИ» 17 вычитается один импульс из последовательности импульсов на схеме «И» 2.

С выхода 22 снимается умноженная частота.

Пусть коэффициент умножения равен 256 и минимальное значение периода умножаемой частоты 256 мксек, тогда частота генератора, формирующего калиброванную частоту, будет равняться 1 Мгц. Максимальное значение периода не должно превышать 256 мксек+

+256 мксек=511 мксек. Допустимая девиация

1 10 .пределах от гц до

256

110 .

При входной частоте гц приращение

256 периода равно нулю. На выходе схемы «ИЛИ»

17 не сформируется ни одного импульса, т. е. через схему «И» 2 импульсы с генератора 1 проходят без вычитания. Предположим, что значение, периода умножаемой частоты увеличилось на 4 мксек. Это приращение к началу следующего периода перепишется в регистр приращений периода 18 и на выходе схемы

«И» 14, соединенной с триггером регистра приращений пер иода с IBpooBbIM êоэффициентом «4» за время заполнения счетчика 16 or

404173

5 .нулевого значения, равномерно сформируются

4 импульса. Из последовательности импульсоз с генератора 1 вычтется 4 импульса, т. е. на выходе 22 за время периода длительностью в 260 мксек пройдет 256 импульсов частоты

1 Мгц.

В конце каждого периода умножаемой частоты осуществляется сброс счетчика коэффициента умножения 1б в исходное состояние, например нулевое, и осуществляется перепись приращения предыдущего:периода в регистр приращений периода 18; в умножителе переходной процесс сведен к запаздыванию на одни период умножаемой частоты независимо от характера изменения частоты на входе.

Предмет изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор, счетчик коэффициента умножения, фор6 ми рователи, схему управления, схемы «И» и

«ИЛИ», отдача общайся тем, что, с целью увеличения коэффициента умножения и повышния быстродействия при скачкообраз ном изменении входной частоты, ои соде ржит схем вычитания импульсов, .регистр приращений периода и счетчик приращений периода, входы которого подключены к выходам схемы управления, а выходы подсоединены через первую груп ну схем «И» ко входам регистра приращений .периода, выходы регистра приращений периода соединены через,вторую группу схем

«И», управляющие входы которых,подключеH1I через формирователи,к выходам разрядов счетчика коэффициента умножения, со входами схемы «ИЛИ», выход схемы «ИЛИ» соедине с первым входом схемы вычитания импульсов, второй вход которой подключен к выходу генератора, а выход — через схему «И» к счет20 ному .входу счетчика коэффициента умножения.

404173

Редактор Е. Гончар

Корректор В. Жолудева:

Заказ 1047 Изд. Х» 193 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Рамшская наб., д. 4, 5

Типогра )>пя ¹ 24 Союзполиграфпрома, Москва, !210!9, ул. Маркса — Энгельса, 14

Я

Составитель А. Жеренов

Тсхред Т. Миронова